電機是實現機電能量轉換或改變電能特性的機械,不僅是工業、農業和交通運輸業的重要設備,而且在日常生活中也應用的越來越廣泛。因此,電機工業的發展同國民經濟和科學技術的發展是密不可分的,并對電機產品提出了越來越高的性能和質量指標。為了對各種電機的相關性能,包括轉速、轉矩、功率、效率等指標進行測試,需要相應的測試系統來完成其機械及電氣性能的測試。通過分析測試過程中的數據,對比相應指標判定產品性能的優劣,并以此來改進相關的生產工藝。因此,電機測試系統在動力機械生產領域具有十分重要的作用。
電機測試是利用相關儀器、儀表以及設備,根據標準規定,對電機研發制造過程中的產品,或以電機為主體的配套產品的電氣性能、力學性能、安全性能及可靠性能等指標進行的檢測試驗。電機測試技術主要研究電機各種特性及參數的測試原理及方法,包括電機的工作特性、機械特性、熱、磁場、電量及電參數的測試,誤差分析和試驗數據處理。通過這些檢驗,可以全部或部分的反映被試電機的相關性能數據,用這些數據可以知道被試產品是否符合設計要求、品質的優劣以及改進的目標和方向。
以往的電機測試往往采用普通的指針式儀表,由人工讀數、人工記錄,然后由人工整理成數據、繪制曲線或編寫試驗報告。由于某些原因,比如電源電壓波動、頻率波動、負載波動等因素會使指針類儀表的指針擺動,為了能比較準確讀出某一瞬間的各項被測參數,往往需要幾次讀數求取平均值,工作效率低。不僅如此,由于讀取指針式儀表的非同時性以及讀數、記錄、計算中的各種人為誤差,造成數據分散性大,試驗結果的準確度低,重復性差,現在這種方法基本被淘汰。
另外一種測量方式是使用各種電子測量儀表,如多功能電參數測試儀用來測量三相電壓、電流、功率、功率因數、頻率等參數。利用轉矩轉速測試儀可以測量電機在各種狀況下的轉矩、轉速、輸出功率等。這類儀器一般由單片機構成,測量精度高,采用數字顯示,功能比較完備,提高了自動化程度。但是對數據的處理、試驗過程中的讀數同步等問題,仍然不夠理想。
在人工最少參與情況下能自動進行測量、數據處理,并以所需方式輸出測試結果,包括顯示、打印和存入硬盤的系統稱為自動測試系統。
自動測試系統主要由微機或微處理器、測量功能電路模塊和接口總線三大部分組成。其構成特點是:各組成部分包括微機(或微處理器)、程控部分、可控開關等,均配有標準化的接口功能電路,都與統一的總線相聯,這一特點決定了自動測試系統可以較靈活地實現更改與系統重建,并且組成系統的各功能部件與設備均具有很強的通用性。在自動測試系統中,微處理器或微機控制對被測對象進行測量的全過程。測量電路主要完成中央控制器與被測對象間的聯系、傳遞信息或A/D轉換等。接口和總線把各種儀器設備有機地聯接起來,完成自動測試系統內各種信息的變化和傳輸任務。接口和總線具備極強的通用性和多功能性,對于不同的測試任務,只需增減或更換在它上面的儀器設備,使由一個微處理器或一臺微機實現對若干不同測試任務的控制執行成為現實。
利用自動測試系統不僅能解決大量重復測試中因人體疲勞造成的易出錯問題,而且能代替人去完成遠距離或惡劣環境下的測試任務。它適用于被測相關信號瞬間難以捕捉的測量場合,在測量時間極短而數據處理工作量極大的測試任務中,能最大限度地提高工作效率。在數字儀表基礎上發展起來的數字式自動測試系統可以控制測量過程,處理測量數據,記錄與顯示測量結果。采用電機自動測試系統具有以下特點:
圖示:自動化同步測量儀器示例(WP4000變頻功率測試系統—多通道同步測試)
1) 能自動完成被測電機的起、停,自動采集測試數據,自動進行數據處理及參數計算,自動打印實驗報告,繪制特性曲線。
2) 整個測試過程可由計算機的程序控制,故只要改變計算機的程序,就可以改變測試的各項目的測試功能。也可以根據不同的測試要求進行各種研究性實驗。
3) 數據采集速度快,保證被測試數據采樣的同時性,消除了人工讀數引起的誤差。
4) 測試精度高,重復性好,可節省大量的時間和人力,大大提高測試效率,并且可靠性高。